培训教材(变桨)(远景培训)
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精品课件
变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变 化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的变 桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角， 由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片 上的扭矩和功率的目的。在90度迎角时是叶片的工 作位置。在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎 角方向变化而达到限制功率。一般变桨角度范围为 0～86度。采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车 机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额 定点以前的功率输出饱满、额定点以的输出功率平 滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为 基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度 进行控制。
精品课件
3.6变桨电机技术参数
电机类型 数量
异步电机 每个叶片一个，总共3个
额定功率 极数 额定电压 频率 防护等级 齿轮输入速度 旋转方向 温度等级
3 kW 可选择 − 3 相 400 VAC 50 Hz ≥ IP 55 取决于极对数 双向，均布 F, 在环境温度为+55°C 时能力为F 级
精品课件
MOBILGEAR SHC XMP 320 如果使用其它润滑剂，必 须提供与优选润滑剂的相 容证明 ≥5年
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4.雷电保护装置
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2.3变桨轴承的剖面图
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从剖面图可以看出，变桨轴承采用深沟球轴承深 沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载 荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。
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位置1：变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。 位置2：变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。 位置3：S标记，轴承淬硬轨迹的始末点，此区轴 承承受力较弱，要避免进入工作区。 位置4：位置工艺孔。 位置5：定位销孔，用来定位变桨轴承和轮毂。 位置6：进油孔，在此孔打入润滑油，起到润滑 轴承作用。 位置7：最小滚动圆直径的标记（啮合圆）。
大连重工·起重集团有限公司
风力发电机组培训教材 变桨部分
编制：历晓杰 日期：2006-3-13
精品课件
1.变桨控制系统简介
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变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电 机，齿轮箱和变桨轴承。从额定功率起，通过控 制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动， 实现风机的功率控制。如果一个驱动器发生故障， 另两个驱动器可以安全地使风机停机。
额定输出速度
9.09 1/rpm
相对于输出端（低速轴），320 kgm² 电机和齿轮箱的最大惯性 矩
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额定驱动功率 优选润滑剂 (脂) 维护周期 (脂) 优选润滑剂 (油)
维护周期(油)
3 kW
MOBILITH SHC 460如果使 用其它润滑剂，必须提供 与优选润滑剂的相容证明 ≥ 20 年
工作过程中环境温度范围 -35°C 到 +55°C
露天环境要求
腐蚀性，盐雾，流砂
相对湿度
在+40°C时为5% 到 95%， 露点
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3.变桨驱动装置
精品课件
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3.1安装位置
变桨驱动装置通过螺柱与轮毂配合联接。变桨 齿轮箱前的小齿轮与变桨轴承内圈啮合，并要保 证啮合间隙应在0.2～0.3mm之间，间隙由加工精 度保证，无法调整。
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2.变桨轴承
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2.1安装位置
变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。其 内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片联接。
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源自文库
2.2工作原理
当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动 变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角，使 叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升 力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的 目的。
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3.4变桨驱动装置平面图
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位置1：压板用螺纹孔，用于安装小齿轮压板。 位置2：驱动器吊环，用于起吊安装变桨驱动 器。 位置3：螺柱。与轮毂联接用。 位置4：电机接线盒。
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3.5变桨驱动装置的基本维护
1.检查变将驱动装置表面清洁度。 2.检查变将驱动装置表面防腐层。 3.检查变桨电机是否过热、有异常噪声等。 4.检查变桨齿轮箱润滑油。 5.检查变桨驱动装置螺栓紧固。
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3.2组成部件
变桨驱动装置由变桨电机和变桨齿轮箱两部分组成。
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3.3工作原理
变桨齿轮箱必须为小型并且具有高过载能力。齿轮 箱不能自锁定以便小齿轮驱动。为了调整变桨，叶片 可以旋转到参考位置，顺桨位置，在该位置叶片以大 约双倍的额定扭矩瞬间压下止挡。这在一天运行之中 可以发生多次。通过短时间使变频器和电机过载来达 到要求的扭矩。齿轮箱和电机是直联型。变桨电机是 含有位置反馈和电热调节器的伺服电动机。电动机由 变频器连接到直流母线供给电流。
最大扭矩限制到65 Nm
≥3.0 m
≥ 20 年, 6000 小时/ 年,70% 静态 和 30% 动 态位置控制,采用脉动负 荷。
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3.7变桨齿轮箱技术参数
数量
每个叶片一个，共3个
额定输出扭矩 最大输出扭矩 (静态)
7500 Nm 9300 Nm
额定传动速度
取决于电机中的极对数
传动比
取决于电机中的极对数
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变桨控制系统有四个主要任务： 1. 通过调整叶片角把风机的电力速度控制在规 定风速之上的一个恒定速度。 2. 当安全链被打开时，使用转子作为空气动力 制动装置把叶子转回到羽状位置（安全运行）。 3. 调整叶片角以规定的最低风速从风中获得适 当的电力。 4. 通过衰减风转交互作用引起的震动使风机上 的机械载荷极小化。
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2.4变桨轴承基本维护
1.检查变桨轴承表面清洁度。 2.检查变桨轴承表面防腐涂层。 3.检查变桨轴承齿面情况。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 5.变桨轴承润滑。
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2.5变桨系统工作环境
安装地点
内陆和沿海地区
工作寿命
20年
环境温度范围
-35°C 到 +45°C
机舱内温度范围
-35°C 到 +55°C
冷却 温度检测 工作模式
电机连接 工作时间
动态工作
用一个风扇强制风冷 一个内置在定子绕组中 的 Pt-100
变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗, 增加电压峰值
单传动, 闭合环路 100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持 叶片在工作位置
最大加速度125 1 rpm/s
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扭矩限制 电缆长度 使用寿命
变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变 化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的变 桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角， 由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片 上的扭矩和功率的目的。在90度迎角时是叶片的工 作位置。在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎 角方向变化而达到限制功率。一般变桨角度范围为 0～86度。采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车 机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额 定点以前的功率输出饱满、额定点以的输出功率平 滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为 基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度 进行控制。
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3.6变桨电机技术参数
电机类型 数量
异步电机 每个叶片一个，总共3个
额定功率 极数 额定电压 频率 防护等级 齿轮输入速度 旋转方向 温度等级
3 kW 可选择 − 3 相 400 VAC 50 Hz ≥ IP 55 取决于极对数 双向，均布 F, 在环境温度为+55°C 时能力为F 级
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MOBILGEAR SHC XMP 320 如果使用其它润滑剂，必 须提供与优选润滑剂的相 容证明 ≥5年
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4.雷电保护装置
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2.3变桨轴承的剖面图
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从剖面图可以看出，变桨轴承采用深沟球轴承深 沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载 荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。
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位置1：变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。 位置2：变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。 位置3：S标记，轴承淬硬轨迹的始末点，此区轴 承承受力较弱，要避免进入工作区。 位置4：位置工艺孔。 位置5：定位销孔，用来定位变桨轴承和轮毂。 位置6：进油孔，在此孔打入润滑油，起到润滑 轴承作用。 位置7：最小滚动圆直径的标记（啮合圆）。
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风力发电机组培训教材 变桨部分
编制：历晓杰 日期：2006-3-13
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1.变桨控制系统简介
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变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电 机，齿轮箱和变桨轴承。从额定功率起，通过控 制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动， 实现风机的功率控制。如果一个驱动器发生故障， 另两个驱动器可以安全地使风机停机。
额定输出速度
9.09 1/rpm
相对于输出端（低速轴），320 kgm² 电机和齿轮箱的最大惯性 矩
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额定驱动功率 优选润滑剂 (脂) 维护周期 (脂) 优选润滑剂 (油)
维护周期(油)
3 kW
MOBILITH SHC 460如果使 用其它润滑剂，必须提供 与优选润滑剂的相容证明 ≥ 20 年
工作过程中环境温度范围 -35°C 到 +55°C
露天环境要求
腐蚀性，盐雾，流砂
相对湿度
在+40°C时为5% 到 95%， 露点
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3.变桨驱动装置
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3.1安装位置
变桨驱动装置通过螺柱与轮毂配合联接。变桨 齿轮箱前的小齿轮与变桨轴承内圈啮合，并要保 证啮合间隙应在0.2～0.3mm之间，间隙由加工精 度保证，无法调整。
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2.变桨轴承
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2.1安装位置
变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。其 内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片联接。
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2.2工作原理
当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动 变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角，使 叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升 力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的 目的。
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3.4变桨驱动装置平面图
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位置1：压板用螺纹孔，用于安装小齿轮压板。 位置2：驱动器吊环，用于起吊安装变桨驱动 器。 位置3：螺柱。与轮毂联接用。 位置4：电机接线盒。
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3.5变桨驱动装置的基本维护
1.检查变将驱动装置表面清洁度。 2.检查变将驱动装置表面防腐层。 3.检查变桨电机是否过热、有异常噪声等。 4.检查变桨齿轮箱润滑油。 5.检查变桨驱动装置螺栓紧固。
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3.2组成部件
变桨驱动装置由变桨电机和变桨齿轮箱两部分组成。
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3.3工作原理
变桨齿轮箱必须为小型并且具有高过载能力。齿轮 箱不能自锁定以便小齿轮驱动。为了调整变桨，叶片 可以旋转到参考位置，顺桨位置，在该位置叶片以大 约双倍的额定扭矩瞬间压下止挡。这在一天运行之中 可以发生多次。通过短时间使变频器和电机过载来达 到要求的扭矩。齿轮箱和电机是直联型。变桨电机是 含有位置反馈和电热调节器的伺服电动机。电动机由 变频器连接到直流母线供给电流。
最大扭矩限制到65 Nm
≥3.0 m
≥ 20 年, 6000 小时/ 年,70% 静态 和 30% 动 态位置控制,采用脉动负 荷。
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3.7变桨齿轮箱技术参数
数量
每个叶片一个，共3个
额定输出扭矩 最大输出扭矩 (静态)
7500 Nm 9300 Nm
额定传动速度
取决于电机中的极对数
传动比
取决于电机中的极对数
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变桨控制系统有四个主要任务： 1. 通过调整叶片角把风机的电力速度控制在规 定风速之上的一个恒定速度。 2. 当安全链被打开时，使用转子作为空气动力 制动装置把叶子转回到羽状位置（安全运行）。 3. 调整叶片角以规定的最低风速从风中获得适 当的电力。 4. 通过衰减风转交互作用引起的震动使风机上 的机械载荷极小化。
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2.4变桨轴承基本维护
1.检查变桨轴承表面清洁度。 2.检查变桨轴承表面防腐涂层。 3.检查变桨轴承齿面情况。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 5.变桨轴承润滑。
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2.5变桨系统工作环境
安装地点
内陆和沿海地区
工作寿命
20年
环境温度范围
-35°C 到 +45°C
机舱内温度范围
-35°C 到 +55°C
冷却 温度检测 工作模式
电机连接 工作时间
动态工作
用一个风扇强制风冷 一个内置在定子绕组中 的 Pt-100
变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗, 增加电压峰值
单传动, 闭合环路 100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持 叶片在工作位置
最大加速度125 1 rpm/s
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扭矩限制 电缆长度 使用寿命